가. 세계 철강산업 시장 동향
1) 산업 개관
철강산업은 철(Fe)을 함유하고 있는 철광석, 철스크랩 등을 녹여 쇳 물을 만들고 이를 정제 한 후 연주 및 압연과정 등의 주조과정을 거쳐 다양한 철강제품을 만들어 내는 산업이다. 철강산업은 공정상 에너지 를 많이 요구하는 에너지다소비 산업임과 동시에 석탄(coking coal)을 제품의 원료로 직접사용하기도 한다. 철강생산 공정은 철광석과 유연 탄을 원료로 하는 일관제철공정(고로)과 철스크랩(고철)을 원료로 하 는 전기로 공정으로 크게 구분할 수 있다. 일관제철공정은 철광석에서 선철을 제조하는 공정인 제선공정과 선철을 이용해 용강을 제조하는 제강공정, 용강을 주형에 주입하여 중간소재를 만드는 연주공정 그리 고 중간소재를 늘리거나 얇게 만드는 압연공정으로 구분될 수 있다.
철스크랩을 활용하는 전기로 공정은 환원과정이 필요없기 때문에 제 강공정부터 시작하여 불순물을 제거 후 연주공정과 압연공정으로 이 어지게 된다.
최근에는 철광석을 고체상태에서 환원가스(CO, H)를 사용하여 철 원으로 환원시킨 DRI(Direct Reduction Iron, 직접환원철)가 부상하고 있다. DRI는 애초에 천연가스가 풍부한 지역에서 선철의 대체재로 개 발되었다. 그러나 최근 세계적으로 전기로 설비가 많이 증설됨에 따라 철스크랩의 수급이 불안정해지며 선철의 대체재로서 뿐 아니라 고급 철스크랩의 대체재로 많이 활용되고 있다.
19) 뉴스핌, 2014.8.28., ‘SK이노베이션, 석유개발 새역사..’무자원 산유국’ 꿈을 이루다’
[그림 4-4] 철강 제조 공정도
자료 : 전문가세미나 발표자료(2013.10.11.), 포스코, ‘철강공정과 온실가스 배출’.
세계 철강산업의 역사를 보면, 주요국의 경제성장이 가속화되던 1980년대까지는 각국의 국영산업의 형태로 정부주도의 성장을 지속해 온 것이 특징이다. 그러나 1990년대 들어 소련의 붕괴와 냉전의 종식 은 군비경쟁의 약화를 가져왔고 완숙기에 접어든 선진국의 경제성장 세는 철강의 수요하락을 가져왔으며 우리나라의 포스코를 비롯한 대 부분의 국영 철강기업이 민영화의 길에 들어서게 되었다. 하지만 2000년대 들어 중국과 BRICs국가 등 신흥공업국의 경제성장이 탄력 을 받으며 세계 철강산업은 다시 한 번 호황기를 맞이하게 된다. 이 시기 세계 철강시장은 연평균 6%대의 고성장을 이루었다. 하지만 최 근 들어 세계 철강산업은 2008년 미국발 금융위기와 이어진 유럽의 경제위기, 신흥국들의 성장세 둔화현상 등으로 공급과잉 현상이 나타 나며 다소 완만한 성장세를 지속하고 있다.
국제철강협회(World Steel Association)에 따르면 2013년 기준 세계 조강(crude steel)생산량은 전년대비 2.4% 증가한 약 15억 8천만 톤에
이르며 이중 약 절반가량이 중국으로부터 생산되고 있다. 일본, 미국 인도가 중국의 뒤를 잇고 있으며 우리나라는 세계 6위의 조강 생산량 을 기록하였다.
순위 국가 조강 생산량(천 톤) 세계 생산량 비중(%)
1 중국 779,040 49.2
2 일본 110,570 7.0
3 미국 86,955 5.5
4 인도 81,213 5.1
5 러시아 69,402 4.4
6 한국 66,008 4.2
7 독일 42,641 2.7
8 터키 34,658 2.2
9 브라질 34,178 2.2
10 우크라이나 32,824 2.1
전세계 1,582,493 100.0
<표 4-4> 세계 조강생산 현황(2013년 기준)
자료: 국제철강협회DB, http://www.worldsteel.org/statistics/(접속일: 2014.10.15.), 에너지경제연구원 정리.
2) 셰일가스 개발에 따른 세계 철강산업의 영향
셰일가스의 개발과 확산에 따른 철강산업에의 영향은 저렴한 가스 원의 공급증가에 따른 철강제조공정상에서의 변화와 셰일가스 탐사개 발(E&P) 확산에 따른 산업계의 철강수요 증가로 크게 구분해 볼 수 있다.
[그림 4-5] 셰일가스 개발에 따른 철강산업의 영향
자료: 에너지경제연구원 작성.
셰일가스 개발 확산에 따른 철강생산 공정상의 변화는 북미 지역을 중심으로 이미 현실화되었다. 가스를 열원으로 사용하는 DRI 공정의 경우 가스가격 하락은 생산원가의 직접적 하락 효과를 보고 있다.
DRI생산량 추이를 보면 가스가격이 비교적 저렴했던 지난 ‘80~’90년 대에 DRI 생산량은 연평균 9.5%의 빠른 속도로 성장해 왔으나 이후 가스 가격이 상승함에 따라 증가율은 4.8%로 둔화되었다.
[그림 4-6] 가스가격과 DRI 생산 관계
자료: Midrex, Wolrdsteel('12), EIA, Midrex, POSRI 재인용(‘14)(장원익, 허진석, 셰 일가스 부상에 따른 철강산업 파급영향, 포스코경영연구소, 2014. 22.p).
셰일가스가 본격 개발되기 시작한 2010년 이후에는 셰일가스 채굴 기술과 수송인프라 등이 갖추어진 북미지역을 중심으로 DRI 생산설 비가 증설되고 있다. 북미에서는 미국의 주요 전기로 기업인 Nucor, 캐나다의 Essar Steel 등을 위시하여 총 1,170만 톤의 신규설비를 가 동할 예정이다. 북미의 저렴한 천연가스를 활용하기 위한 해외자본의 현지투자도 활발하다. 러시아 철강기업인 Severstal은 신규 DRI 공장 부지를 북미 가스를 활용하기 위해 트리니다드토바코에서 미국 루이 지애나주로 변경하였다. 최근에는 이란과 사우디아라비아 등 중동의 철강회사들도 자국의 풍부한 천연가스를 활용하기 위한 DRI 신증설 움직임이 나타나고 있다. 이들 국가는 현재 천연가스를 발전과 석유화 학산업의 원료로 주로 사용하고 있으나 향후 자국 철강업에서의 생산 능력 확장에도 활용할 계획들을 수립하고 있다. 저렴한 천연가스 가격 에 기반한 DRI의 생산량 확대현상은 2020년에 이르면 DRI 공정의
열원으로 주로 석탄을 사용하고 있는 인도와 남아공 등에서도 본격적 으로 확산될 전망이다.
철강회사 위치 연간생산능력 진행상황 가동예정시기
Nucor 루이지애나 2.5 확정 2013
Nucor 루이지애나 2.5 계획 확정 2015년 이후
Voestalpine 텍사스 2.0 계획 확정 2016년
Bluescope 오하이오 1.0 추진중 2016년 이후
Essar Steel 미네소타 2.5 계획 확정 2016년 이후
<표 4-5> 미국 DRI 프로젝트 추진현황(2012년 기준)
(단위: 백만 톤/년)
자료: SBB Daily Bridfing 등, POSRI 재인용(장원익, 허진석, 셰일가스 부상에 따른 철 강산업 파급영향, 포스코경영연구소, 2014. 24.p).
셰일가스의 확산에 따른 철강생산 공정에의 영향은 단순히 DRI 공 정의 원가 절감에 그치지 않고 중‧장기적으로는 전통적인 주조기법인 고로 생산 방법에도 영향을 줄 전망이다. 미국의 대표적인 철강회사인 US Steel은 천연가스를 활용한 코크스 대체재인 Cokonyx을 생산하는 혁신기술을 개발 중이다.
US Steel은 2008년부터 미국 내 최초로 Cokonyx 생산 프로젝트 추 진을 통해서 원료비 절감 및 환경 오염물질 배출량의 감축을 모색하 기 시작하여 2010년 Gary 제철소에서 인디애나주로부터 Cokonyx 생 산을 위해 채택한 CASP(Carbon Alloy Synthesis Process)20) 기술을
20) CASP 기술은 기존의 Crushing, Drying, Conveying, Rotary Kiln 및 Tunnel Kiln 의 배합기술을 이용, 코코스 Briquette을 생산, 이로 인해 환경 유해물질 배출과 에너지 소비를 감소시킬 수 있어 친환경 프로세스로 인식되고 있음.
사용하는 생산모듈 건설을 위한 환경허가를 취득하여 기술개발을 진 행 중이다.
고로에서 유연탄 대신 가스를 사용할 시에 고로 노심의 활성화, 통 기성 여유 확보 및 출선 작업의 개선에 효과가 있는 것으로 알려져 있 으며, 무엇보다 고로 공정에서의 온실가스 배출량이 급격히 감소하는 효과를 기대할 수 있다. 북미지역은 강력한 환경규제로 인해 기존의 코크스 설비의 신증설이 제한되어 있어 고로에서의 천연가스 활용은 원가절감과 환경적 문제를 함께 해결할 수 있는 매력적인 에너지원이 아닐 수 없다.
[그림 4-7] 셰일가스 개발의 관련 산업 생태계 지도
자료: 산업연구원(2013), 셰일가스 개발붐이 우리산업에 미치는 영향과 산업별 대응전략, 91.p.
셰일가스 개발 확산은 앞서 언급한 바와 같이 철강생산 공정에서의 변화와 함께 전방수요산업에서의 강재수요 증가를 유발할 전망이다.
셰일가스의 확산은 셰일가스 개발과 정제 및 유통 전반에 걸쳐 단계
별로 시추에 필요한 철강재 뿐 아니라 운송장비, 플랜트, 조선 등 여 러 산업분야의 수요를 창출할 전망이다.
셰일가스 개발 단계별로 볼 때 셰일가스 개발단계에서 가장 직접적 인 영향을 받을 것으로 예상되는 철강제품은 채굴단계에서는 ERW (Electric Resistance Welding PIPE, 용접강관), 정제 단계에서는 중저 온용 압력용기강, 수송 및 저장 단계에서는 Linepipe 및 저장용기용 소재 등이 있다.
프로세스 관련 철강제품
채굴 - 기존 OCTG용 ERW 강관 주로 사용 * 소재 : J55, K55, N80, L80, P110 등 정제 - 중‧저온용 압력용기강
수송 및 저장
- Linepipe 및 저장용기용 소재 : 9% 니켈강, 알루미늄 합금강, 니켈합금강 등
- LNG Carrier, LNG 추진 선박
<표 4-6> 셰일가스 개발 단계별 철강제품
자료: 장원익, 허진석, 셰일가스 부상에 따른 철강산업 파급영향, 포스코경영연구소, 2014. 23.p.
최근의 셰일가스 개발 붐으로 인해 미국내 강관시장이 급격히 성장 하고 있다. 산업부 보도자료21)에 따르면 세계 유정용 강관시장규모는 2013년 1,460만 톤에서 2020년 1,920만 톤으로 약 30% 성장할 전망 이다. 포스코경영연구소의 추정22)에 따르면, 미국의 신규 철강수요는 2015년 74.5만 톤, 2020년 96.9만 톤, 2030년 111만 톤으로 점차 증
21) 철강화학과 보도자료(2013.10.1.)
22) 허진석, 장기윤 등 4명 저급 연원료를 사용한 최적 철원 생산 프로세스 및 해 외비즈 전략 방향, 포스코경영연구소, 2012. 9p
가할 것으로 전망된다. 단기적으로 수평굴착 Rig(유정)의 유정용 강관 (OCTG)의 수요가 증가하고, 2035년까지 26,700~32,300km 신규 파이 프라인 건설로 Linepipe 수요가 증가할 전망이다. 미국 철강회사들은 역내 강재수요 증가에 대응하여 신규 설비증설이 대규모로 이루어지 고 있다. 2015년까지 미국 내 유정용 강관 설비 신규 증설규모는 약 270만 톤으로서 이는 2011년의 미국 내 총 강관 생산량(263NT)을 초 과하는 수준이다.
회사명 2012년 2013년 2014년 2015년 이후 2012~2015년 이후
Boomerang 160 160
Evraz 100 50 150
Lakeside 192 192
Tenaris 650 650
US Steel 260 260
V & M 300 200 500
Tianjin 200 350 550
Others 100 50 50 50 250
전체 812 400 450 1,050 2,712
<표 4-7> 미국내 유정용 강관(OCTG)설비 신증설 현황
(단위: 천 NT)
자료: Pipe Logix, 2012. 9.; 셰일가스 개발전망, 관련산업 파급효과 및 정책방향, 2012.11, 지식경제부(2012). 재인용
셰일가스 보급에 따른 철강기업의 경쟁력향상과 일부 전방산업에서 의 수요확대에도 불구하고 세계 경기 침체 지속으로 인해 셰일가스 보급이 세계 철강산업의 전반적인 성장을 견인하기에는 다소 시간이 걸릴 것으로 전망된다.